Pertes par brassage d'huile dans la lubrification par bain d'huile

Le modèle SKF pour le calcul des pertes par brassage d’huile dans la lubrification par bain d'huile prend en considération la résistance des éléments roulants lors du déplacement dans l'huile, ainsi que les effets de la viscosité de l'huile. Il fournit des résultats suffisamment précis dans les conditions suivantes :
  • Le réservoir d'huile est grand. Les effets de la géométrie et taille du réservoir ou de l'agitation externe de l'huile sont négligeables.
  • L'arbre est horizontal.
  • La bague intérieure tourne à vitesse constante. La vitesse n'est pas supérieure à la vitesse admissible.
  • La viscosité de l'huile est dans les limites :
    •  500 mm2/s lorsque le roulement est immergé à moitié ou moins (niveau d'huile H  D/2)
    •  250 mm2/s lorsque le roulement est plus qu'à moitié submergé (niveau d'huile H > D/2)
Le niveau d'huile H est mesuré à partir du point de contact le plus bas entre la piste de la bague extérieure et l'élément roulant (fig. 1). La position du point de contact le plus bas peut être calculé de manière assez précise en partant :
  • pour les roulements à rouleaux coniques diamètre extérieur D [mm]
  • pour tous les autres roulements radiaux : diamètre moyen de bague extérieure [mm] = 0,5 (D + D1)
Le moment de frottement des pertes par brassage d’huile pour les roulements à billes peut être estimé à partir de la formule suivante :

Mdrag Frictional moment of drag losses for ball bearings

Le moment de frottement des pertes par brassage d’huile pour les roulements à rouleaux peut être estimé à partir de la formule suivante :

Mdrag Frictional moment of drag losses for roller bearings

Les constantes relatives aux éléments roulants sont :

Kball Rolling element constant

Kroll Rolling element constant

Les variables et fonctions utilisées dans les formules relatives au moment de frottement des pertes par brassage d’huile sont :

Cw Variable for frictional moment of drag loss

lD Variable for frictional moment of drag loss

ft = sin(0,5 t), lorsque 0  t  π

ft = 1, lorsque π < t < 2 π

Rs Variable for frictional moment of drag loss

t Variable for frictional moment of drag loss 

Lorsque H ≥ 1,2 dm, prenez H = 1,2 dm

fA Variable for frictional moment of drag loss

où 
Mtraînée =moment de frottement des pertes par brassage d’huile [Nmm]
VM =facteur de pertes par brassage d'huile (diagramme 1)
B=largeur du roulement [mm] :
  • pour les roulements à rouleaux coniques → largeur T
  • pour les butées → hauteur H
dm =

diamètre moyen du roulement [mm] 

=0,5 (d + D) 

d=diamètre d'alésage du roulement [mm]
D=diamètre extérieur du roulement [mm]
H=niveau d'huile (fig. 1) [mm]
irw=nombre de rangées de billes
KZ=constante géométrique liée au type de roulement (tableau 1)
KL=constante géométrique liée au type de roulement (tableau 1)
n=vitesse de rotation [tr/mn]
ν
=viscosité cinématique à la température de fonctionnement [mm2/s]

Pertes par brassage d’huile pour les arbres verticaux

Dans le cas d'arbres verticaux, il est possible de calculer approximativement les pertes par brassage d’huile en utilisant le modèle relatif aux roulements entièrement immergés. La valeur obtenue pour Mtraînée doit être multipliée par un facteur égal à la largeur (hauteur) immergée par rapport à la largeur (hauteur) totale du roulement.
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